CATIA航空產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造 課件03曲面設(shè)計(jì) 少學(xué)時(shí)

曲面設(shè)計(jì)（8學(xué)時(shí)）CATIA航空發(fā)動(dòng)機(jī)航空制造工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)與制造教研室主講教師：王蘭西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院MadeinElion2018年2月1曲面命令2

定子葉片3

尾噴管曲面目錄CONTENTS

CATIA機(jī)械設(shè)計(jì)配置MD2中包括線框和曲面模塊WFS(WireframeandSurface)，混合設(shè)計(jì)配置HD2(HybridDesign)中除包括WFS模塊外，還包括創(chuàng)成式外形設(shè)計(jì)模塊GSD（GenerativeShapeDesign）。兩個(gè)模塊均提供了完備的曲線和曲面生成、修改和分析工具。與WFS模塊相比，GSD增加了曲面倒圓角以及曲面拔模角、曲率分析工具，并且在某些功能上有所加強(qiáng)。線框曲面模塊創(chuàng)成式曲面模塊

擇擇菜單【Start】

【Shape】

【GeneralShapeDesign】，進(jìn)入外形設(shè)計(jì)模塊；或者擇擇菜單【Start】

【MechanicalDesignShape】

【W(wǎng)ireframeandSurface】，進(jìn)入線框和曲面模塊；也可以從圖7-1所示W(wǎng)orkbench中選擇WireframeandSurface或GeneralShapeDesign圖標(biāo)，進(jìn)入線框和曲面或外形設(shè)計(jì)模塊。兩模塊產(chǎn)生的文件后綴是“.CATPart”。

圖7-1線框元素的工具

圖7-2所示為生成線框元素工具的【W(wǎng)ireframe】及其下級(jí)工具欄。

圖7-2【W(wǎng)ireframe】及其下級(jí)工具欄

項(xiàng)目1曲面命令投影曲線相貫線反射線相交線渦線脊線

1.1投影

該功能是生成一個(gè)元素（點(diǎn)、直線或曲線的集合）在另一個(gè)元素（曲線、平面或曲面）上的投影。一般分為以下兩種情況：（1）一個(gè)點(diǎn)投影到直線、曲線或曲面上。（2）點(diǎn)和線框混合元素投影到平面或曲面上。單擊該圖標(biāo)，出現(xiàn)圖7-37所示投影定義對(duì)話框。圖7-37投影線定義對(duì)話框

（1）Projectiontype：投影方向，可以選擇

AlongDirection(沿指定方向)和Normal(沿基礎(chǔ)面中心的法線方向)兩種類型。（2）Projected：輸入被投影元素。

（3）Support：輸入作為投影面的基礎(chǔ)元素。（4）Nearestsolution：若此按鈕為打開(kāi)狀態(tài)，當(dāng)投影結(jié)果為不連續(xù)的多元素時(shí)，會(huì)彈出對(duì)話框，詢問(wèn)是否選擇其中之一。

1.2

相交線該功能是生成兩個(gè)元素之間的相交部分。例如兩條相交直線生成一個(gè)交點(diǎn)，兩個(gè)相交平面(曲面)生成一條直線(曲線)等。相交元素大致包括：①

線框元素之間；②

曲面之間；③

線框元素和一個(gè)曲面之間；④

曲面和拉伸實(shí)體之間四種情況。單擊該圖標(biāo)，出現(xiàn)圖7-40所示對(duì)話框。對(duì)話框各項(xiàng)的含義如下：（1）Element1:參與相交的元素1。（2）Element2:參與相交的元素2。（3）CurvesIntersectionsWithCommonAreaResult：當(dāng)被選的是兩線框元素并且有重合線時(shí)，生成的結(jié)果即重合部分是曲線（Curve

還是點(diǎn)（Points）。（4）Surface-PartIntersection：當(dāng)被選的是曲面和實(shí)體，生成的結(jié)果是輪廓線（Contour）還是曲面（Surface）。

圖7-40相交對(duì)話框

項(xiàng)目2定子葉片拉伸、旋轉(zhuǎn)曲面掃描、放樣曲面生成曲面的【Surfaces】工具欄如圖

圖5-55【Surfaces】工具欄2.1拉伸

圖標(biāo)的功能是生成拉伸曲面。單擊該圖標(biāo)，彈出圖7-56所示對(duì)話框，對(duì)話框中各項(xiàng)含義如下：（1）Profile：輸入待拉伸輪廓曲線。（2）Direction：輸入拉伸方向。（3）Limit1：輸入拉伸界限1，與拉伸方向相同。（4）Limit2：輸入拉伸界限2，與拉伸方向相反。（5）ReverseDirection：：?jiǎn)螕舸税存I，拉伸方向反向。分別在Profile、Direction、Limit1、Limit2域輸入一條輪廓線，一個(gè)方向，兩個(gè)界限值，單擊OK按鈕，即可生成拉伸曲面。將光標(biāo)放在曲面的LIM1、LIM2處，按下鼠標(biāo)左鍵拖動(dòng)上下箭頭，可以改變界限。

圖7-56拉伸曲面對(duì)話框和實(shí)例

2.2旋轉(zhuǎn)

圖標(biāo)的功能是生成旋轉(zhuǎn)曲面。單擊該圖標(biāo)，彈出圖7-57所示對(duì)話框，對(duì)話框各項(xiàng)含義如下：（1）Profile：輸入輪廓曲線，必須是平面曲線。（2）Axis：輸入旋轉(zhuǎn)軸線。（3）Angle1：輸入旋轉(zhuǎn)界限1，方向和軸線方向成右手螺旋規(guī)則。（4）Angle2：輸入旋轉(zhuǎn)界限2，方向和Angle1方向相反。分別在Profile、RevolutionAxis、Angle1、Angle2域輸入一條輪廓線，一個(gè)方向，兩個(gè)角度界限值，確定后可生成旋轉(zhuǎn)曲面。將光標(biāo)放在曲面的ANG1、ANG2處，按下鼠標(biāo)左鍵拖動(dòng)上下箭頭，可以改變界限。圖7-57旋轉(zhuǎn)曲面對(duì)話框和實(shí)例

2.3球面圖標(biāo)的功能是生成球面。單擊該圖標(biāo)，彈出圖7-58所示對(duì)話框。對(duì)話框中各項(xiàng)含義如下：（1）Center：輸入球的中心。（2）SphereAxis：輸入坐標(biāo)系，默認(rèn)的是當(dāng)前坐標(biāo)系。（3）SphereRadius：輸入球的半徑。（4）ParallelStartAngle：輸入緯度起始角度。（5）ParallelEndAngle：輸入緯度結(jié)束角度。（6）MeridianStartAngle：輸入經(jīng)度起始角度。（7）MeridianEndAngle：輸入經(jīng)度結(jié)束角度。（8）單擊此圖標(biāo)，控制生成球冠。（9）單擊此圖標(biāo)，控制生成球面。

分別在Center、SphereAxis、Sphereradius、SphereLimitations域輸入一個(gè)點(diǎn)，一個(gè)坐標(biāo)系，一個(gè)半徑值和幾個(gè)角度界限值，確定后可生成球面或球冠，光標(biāo)放在界限的字符上按下鼠標(biāo)左鍵拖動(dòng)上下箭頭，可以改變界限值。圖7-58球面/球冠曲面對(duì)話框和實(shí)例

2.4等距

圖標(biāo)的功能是生成等距曲面。等距曲面是產(chǎn)生一個(gè)或幾個(gè)和曲面對(duì)象間距等于給定值的曲面的方法。單擊該圖標(biāo)，彈出圖7-59所示對(duì)話框。對(duì)話框中各項(xiàng)含義如下：（1）Surface：輸入一個(gè)曲面。（2）Offset：輸入距曲面的間距值。（3）ReverseDir：?jiǎn)螕舸税存I，改變成在原曲面的另一側(cè)生成等距曲面。（4）Bothsides：?jiǎn)螕舸税粹o，在原曲面的兩側(cè)生成等距曲面。（5）RepeatobjectafterOK：?jiǎn)螕舸税粹o，可以重復(fù)使用等距曲面命令，產(chǎn)生間距相同的幾個(gè)等距曲面，在特征樹(shù)上產(chǎn)生一個(gè)新的Openbody,存放產(chǎn)生的等距曲面。

分別在Surface、Offset域輸入一個(gè)曲面，一個(gè)距離值，確定后可生成曲面的等距離面，在圖形中光標(biāo)放在Dist字符上按下鼠標(biāo)坐鍵拖動(dòng)上下箭頭，可以改變距離值。

圖7-59等距曲面對(duì)話框和實(shí)例

2.5掃描

圖標(biāo)的功能是生成掃描曲面。掃描是輪廓曲線在脊線的各個(gè)法面上掃描連接成的曲面，單擊該圖標(biāo)，彈出圖7-60所示對(duì)話框，按Profiletype域不同的控制按鈕，分為下面幾種掃描類型。圖

7-60掃描曲面對(duì)話框

指定輪廓掃描

這種掃描方式需要選擇輪廓曲線和導(dǎo)線，它們可以是任意形狀的空間曲線。如圖7-60對(duì)話框所示，各項(xiàng)的含義是：（1）Profile：輸入掃描輪廓線，可以是任意形狀曲線。（2）GuideCurve：輸入第一條導(dǎo)線。（3）Optionalelements：可選擇輸入?yún)^(qū)域，它包括兩頁(yè)，Reference和SecondGuide.①

在Reference頁(yè)SpineCurve：輸入脊線,如不指定,用第一輪廓線代替。Surface：輸入一個(gè)參考曲面，用來(lái)控制掃描時(shí)輪廓線的位置，此項(xiàng)是可選項(xiàng)，默認(rèn)用脊線控制，如果選擇了參考曲面，則用它控制。注意導(dǎo)線必須落在此曲面上，除非參考面是平面。Angle：輸入角度值，用來(lái)和參考面一起控制掃描輪廓位置。

Smoothsweeping：?jiǎn)螕舸税粹o，輸入一個(gè)角度值，用來(lái)光順掃描面，小于給定角度的切線不連續(xù)將被光順。

②

在SecondGuide頁(yè)SecondGuide：輸入第二條導(dǎo)線（可選項(xiàng)）。Guide1anchorpoint：輸入第一導(dǎo)線在輪廓線上的位置（可選項(xiàng)）。Guide2anchorpoint：輸入第二導(dǎo)線在輪廓線上的位置（可選項(xiàng)）。（4）PositionProfile：?jiǎn)螕舸税粹o，手動(dòng)設(shè)定輪廓和導(dǎo)線之間的相對(duì)位置關(guān)系。（5）Showparameters，單擊此按鈕，出現(xiàn)新的選項(xiàng)，這些選項(xiàng)用來(lái)設(shè)定輪廓和導(dǎo)線之間的角度和偏移關(guān)系。

直線類輪廓掃描

按照確定直線輪廓的方式，它又分為五種子類型：（1）兩條導(dǎo)線和兩個(gè)外延距離，見(jiàn)圖7-61。（2）一條導(dǎo)線和中點(diǎn)軌跡。（3）一條導(dǎo)線、一條參考曲線、一個(gè)角度值和兩個(gè)外延值。（4）一條導(dǎo)線、一個(gè)參考曲面、一個(gè)角度值和兩個(gè)外延值。（5）一條導(dǎo)線、一個(gè)和掃描面相切的參考曲面

圖7-61直線類型掃描曲面

圓或圓弧類輪廓掃描

按照確定圓或圓弧輪廓的方式，它又分為四種子類型：

（1）三條導(dǎo)線。

（2）兩條導(dǎo)線和半徑值。

（3）一條中心線和兩個(gè)角度值。

（4）一條中心線和半徑值，見(jiàn)圖7-62。圖7-62圓弧類型掃描曲面（第四子類）

二次曲線類輪廓掃描

按照確定二次曲線輪廓的方式，它又分為四種子類型：（1）兩條導(dǎo)線和切面控制以及一個(gè)參數(shù)值，見(jiàn)圖7-63。（2）三條導(dǎo)線和切面。（3）四條導(dǎo)線和切面。（4）五條導(dǎo)線。

圖7-63二次曲線類型掃描曲面實(shí)例

2.6填補(bǔ)圖標(biāo)的功能是以選擇的曲線作為邊界圍成一個(gè)曲面。單擊該圖標(biāo)，彈出圖7-64所示對(duì)話框，在Boundary域連續(xù)輸入曲線或已有曲面的邊界，即可生成填充曲面。對(duì)話框中各項(xiàng)含義如下：（1）Boundary列表框：輸入曲線或已有曲面的邊界。（2）AddAfter：?jiǎn)螕舸税粹o，在選取的邊界后增加邊界。（3）AddBefore：?jiǎn)螕舸税粹o，在選取的邊界前增加邊界。（4）Replace：?jiǎn)螕舸税粹o，替換選取的邊界。（5）Remove：?jiǎn)螕舸税粹o，去掉選取的邊界。（6）ReplaceSupport：?jiǎn)螕舸税存I，替換選取邊界的支撐曲面。（7）RemoveSupport：?jiǎn)螕舸税存I，去掉選取邊界的支撐曲面。（8）Continuity：支撐曲面和圍成的曲面之間的連續(xù)性控制，可以選擇Tangent（切線連續(xù)）或Point（點(diǎn)連續(xù)）。（9）PassingPoint：輸入圍曲面通過(guò)的控制點(diǎn)。

圖

7-64填充曲面對(duì)話框

2.7放樣圖標(biāo)的功能是通過(guò)放樣生成曲面。放樣（Loft）是將一組作為截面的曲線沿著一條選擇或自動(dòng)指定的脊線（Spine）掃描出的曲面，這一曲面通過(guò)這組截面線，如果指定一組導(dǎo)線，那么放樣還用受導(dǎo)線控制。單擊該圖標(biāo)，彈出圖7-65所示對(duì)話框，在對(duì)話框的Section域輸入一組截面線，在對(duì)話框的Guides域輸入一組導(dǎo)線，確定后生成放樣曲面。

對(duì)話框的上部是截面曲線的輸入?yún)^(qū)域，截面曲線不能互相交叉，可以指定與截面曲線相切的支撐面，使放樣曲面和支撐面在此截面處相切，由此控制放樣曲面的切線方向。在截面曲線上還可指定閉合點(diǎn)Closingpoint，閉合點(diǎn)控制曲面的扭曲狀態(tài)。

圖7-65放樣曲面對(duì)話框和實(shí)例

對(duì)話框下面有Guides,Spine,Coupling和Relimitation四頁(yè)。（1）Guides：導(dǎo)線輸入頁(yè)。（2）Spine：脊線輸入頁(yè)，默認(rèn)值是自動(dòng)計(jì)算的脊線。（3）Coupling：控制截面線的偶合頁(yè)。有四種偶合方式：

①Ratio----截面通過(guò)曲線坐標(biāo)偶合。

②Tangency----截面通過(guò)曲線的切線不連續(xù)點(diǎn)偶合，如果各個(gè)截面的切線不連續(xù)點(diǎn)不等，則截面不能偶合，必須通過(guò)手工修改不連續(xù)點(diǎn)使之相同，才能偶合。

③

Tangencythencurvature----截面通過(guò)曲線的曲率不連續(xù)點(diǎn)偶合，如果各個(gè)截面的曲率不連續(xù)點(diǎn)不等，則截面不能偶合，必須通過(guò)手工修改不連續(xù)點(diǎn)使之相同，才能偶合。

④Vertices----截面通過(guò)曲線的頂點(diǎn)耦合，如果各個(gè)截面的頂點(diǎn)不等，則截面不能耦合，必須通過(guò)手工修改頂點(diǎn)使之相同，才能耦合。（4）Relimitation：控制放樣的起始界限。當(dāng)此頁(yè)的按鈕按下或沒(méi)有指定脊線和導(dǎo)線時(shí)，放樣的起始界限按照起始截面線確定。如果按鈕沒(méi)有按下，放樣按照選擇的脊線確定起始界限，沒(méi)有選擇脊線則按照選擇的第一條導(dǎo)線確定起始界限。截面線上的箭頭表示截面線的方向，必須一致。各個(gè)截面線上的ClosingPoint所在位置必須一致，否則放樣結(jié)果會(huì)產(chǎn)生扭曲。

2.8混合

圖標(biāo)的功能是生成混合曲面?；旌锨媸侵赴褍蓚€(gè)截面曲線連接起來(lái)，或者把兩個(gè)曲面在其邊界處連接起來(lái)，并且可以控制連接端兩曲面的連續(xù)性單擊該圖標(biāo)，彈出圖7-66所示對(duì)話框。圖7-66混合曲面對(duì)話框和實(shí)例

對(duì)話框各項(xiàng)的含義如下：（1）FirstCurve：輸入第一曲線。（2）FirstSupport：輸入第一條曲線的支撐面，它包含第一曲線。（3）SecondCurve：輸入第二曲線。（4）SecondSupport：輸入第二條曲線的支撐面，它包含第二曲線。（5）Basic頁(yè)①FirstContinuity：選擇第一曲線和支撐面的連續(xù)性，包括Point（點(diǎn)連續(xù)）、Tangent（切線連續(xù)）和Curvature（曲率連續(xù)）三種形式。②

TrimFirstSupport：?jiǎn)螕舸税粹o，用混合曲面剪切支撐面。③FirstTangentBorders：選擇混合曲面和支撐面是否連續(xù)、在何處相切連續(xù)，可以選擇BothExtremities（在第一曲線的兩個(gè)端點(diǎn)）、None（不相切、StartExtremityOnly（起點(diǎn)相切和EndExtremityOnly（終點(diǎn)相切）。第二曲線選項(xiàng)的含義和第一曲線選項(xiàng)相同。張度Tension、閉合點(diǎn)ClosingPoints以及耦合Coupling控制頁(yè)請(qǐng)參考放樣曲面類似的選項(xiàng)。在對(duì)話框的FirstCurve、FirstSupport、SecondCurve、SecondSupport域分別輸入兩條截面線和兩個(gè)支撐曲面，確定后生成混合曲面，如圖7-66所示。010203課程導(dǎo)學(xué)課程錄屏項(xiàng)目3草繪尾噴管創(chuàng)成式草繪曲面編輯和修改

有關(guān)曲面編輯和修改的圖標(biāo)，見(jiàn)圖7-67所示【Operations】工具欄及其下級(jí)工具欄。圖7-67【Operations】工具欄及其下級(jí)工具欄

3.1合并

該功能是將兩個(gè)以上曲面或曲線合并成一個(gè)曲面或曲線。單擊該圖標(biāo)，彈出圖7-70所示對(duì)話框，分別在“ElementsToJoin”輸入框中輸入需要合并的曲線或曲面，確定后可合并成一個(gè)曲線或曲面。對(duì)話框中各項(xiàng)含義如下：（1）ElementsToJoin：輸入要合并的元素。（2）Checkconnexity：檢查輸入元素的連接性，如果合并元素不是連接的，檢查后產(chǎn)生錯(cuò)誤警告。（3）Mergingdistance：輸入距離閾值，在Checkconnexity檢查中使用，小于閾值的間隙忽略，認(rèn)為連續(xù)。

圖7-70曲面合并對(duì)話框

3.2修復(fù)

該功能是填充曲面間的間隙，在曲面連接檢查后或曲面合并后存在微小縫隙的情況下使用。單擊該圖標(biāo)，彈出圖7-71所示對(duì)話框。對(duì)話框中各項(xiàng)意義如下：（1）ElementsToHeal：輸入要修復(fù)的元素。（2）Parameters頁(yè)中：（3）Continuity：選擇連續(xù)性的類型，可以選擇Point（點(diǎn)連續(xù)）或Tangent（相切連續(xù)）。（4）Mergingdistance：輸入距離閾值，小于閾值的間隙被修復(fù)。（5）Distanceobjective：輸入距離目標(biāo)值，修復(fù)結(jié)果一般小于此值。（6）Tangencyangle：輸入角度閾值，小于閾值的切線不連續(xù)被修復(fù)。（7）Tangencyobjective：輸入角度目標(biāo)值，修復(fù)結(jié)果一般小于此值。此項(xiàng)和上面選項(xiàng)只在相切連續(xù)時(shí)才起作用。

3.3平滑曲線

圖標(biāo)的功能是光順曲線，去掉曲線上的間隙，減小曲線的切線和曲率不連續(xù)性，從而提高曲線的質(zhì)量。單擊該圖標(biāo)，彈出圖7-72所示對(duì)話框。對(duì)話框中各項(xiàng)意義如下：

（1）Curvetosmooth：選擇要平滑的曲線。

（2）Parameters選項(xiàng)卡：設(shè)置參數(shù)。①Tangencythreshol：輸入切線角度變化的閥值，小于閥值進(jìn)行光順②

Curvaturethreshold：輸入曲率變化閥值，大于閥值改善光順性。③Maximumdeviation：輸入光順前后曲線偏離最大允許值。（3）Visualization選項(xiàng)卡設(shè)置顯示狀態(tài)。①Shownsolution(s)：選擇顯示的內(nèi)容，可以單擊All按鈕，顯示所有光順結(jié)果。Notcorrected按鈕，只顯示沒(méi)有光順成功的位置。None按鈕，不顯示結(jié)果。②Displayinformationinteractively：若此切換開(kāi)關(guān)為打開(kāi)狀態(tài)，交互式顯示結(jié)果,顯示光標(biāo)處的光順結(jié)果。③Displayinformationsequentially：若此切換開(kāi)關(guān)為打開(kāi)狀態(tài)，用前后鍵順序只顯示一個(gè)結(jié)果。圖7-72曲線光順對(duì)話框（4）SupportSurface：輸入指定的支撐曲面，光順后的曲線保證在此曲面上。圖7-73是一條曲線光順結(jié)果的顯示信息，左上第一點(diǎn)相切連續(xù)性改善，第二點(diǎn)光順成點(diǎn)連續(xù)，第三四點(diǎn)曲率連續(xù)性沒(méi)有得到光順。圖7-73 曲線光順實(shí)例

3.4

分解

該功能是分解線框或曲面。此功能是合并的逆操作，把合并的結(jié)果拆成合并前的元素,拆成的結(jié)果有AllCells（拆成最小單位）和DomainsOnly（部分拆開(kāi)）兩個(gè)方式。3.5分割

該功能是分割（Split）曲線或曲面?？煞譃棰偾€被點(diǎn)、曲線或曲面分割。②曲面被曲線或曲面分割。分割對(duì)話框見(jiàn)圖7-74，輸入的選項(xiàng)有：（1）Elementtocut：輸入被分割對(duì)象。（2）Cuttingelements：選擇分割的元素，可以是多個(gè)元素。（3）Remove/replace：去掉或替換分割元素。（4）OtherSide：?jiǎn)螕舸税粹o，切換保留部分。（5）Support：選擇基礎(chǔ)面，基礎(chǔ)面用來(lái)影響被切割曲線的保留結(jié)果，見(jiàn)圖7-76。（6）Keepbothsides：?jiǎn)螕舸税粹o，可以把分割的兩部分均保留。（7）Intersectionscomputation：?jiǎn)螕舸税粹o，可以計(jì)算出分割和被分割元素的公共部分。圖7-74用線去切曲面對(duì)話框和實(shí)例

當(dāng)Cuttingelements切割元素沒(méi)有貫穿整個(gè)被切曲面時(shí)，那末工具曲線將在兩端沿切線外延伸，進(jìn)行切割,如圖7-75所示。

圖7-75用線去切曲面實(shí)例---曲線延伸至曲面邊界

沒(méi)有選擇Support面選擇了被切元素所在平面為Support圖7-76分割實(shí)例---選擇Support面的區(qū)別

3.6剪切

圖標(biāo)的功能是在兩個(gè)元素之間進(jìn)行切割（Trim），如圖7-77所示。對(duì)話框中選項(xiàng)說(shuō)明如下：（1）Element1：此域用來(lái)輸入剪切的第一個(gè)元素。（2）Element2：此域用來(lái)輸入剪切的第二個(gè)元素。（3）Othersideofe.ement1：切換第一元素保留的部分。（4）Othersideofe.ement2：切換第二元素保留的部分。

圖7-77兩曲面剪切對(duì)話框和實(shí)例

3.7恢復(fù)

圖標(biāo)的功能是分割和剪切的逆操作，即恢復(fù)到分割和剪切操作前的狀態(tài)。

3.8提取曲面邊界

圖標(biāo)的功能是提取曲面的邊界。單擊該圖標(biāo)，彈出圖7-78所示對(duì)話框，其中選項(xiàng)意義為：

圖7-78提取邊界曲線對(duì)話框（1）Propagationtype：控制邊界延伸的類型，可以選擇CompleteBoundary（完整邊界）、PointContinuity（點(diǎn)連續(xù)）、TangentContinuity（相切連續(xù)）和NoPropagation（無(wú)延伸）四種。見(jiàn)圖7-79所示。PointContinuity點(diǎn)連續(xù)

CompleteBoundary完整邊界

TangentContinuity相切連續(xù)NoPropagation無(wú)延伸

圖

7-79提取邊界曲線連續(xù)性四種情況（2）Surfaceedge：選擇曲面的邊界線。（3）Limit1：選擇邊界上一點(diǎn)作為提取結(jié)果的界限，可不選。（4）Limit2：選擇邊界上另一點(diǎn)作為結(jié)果邊界的界限，可不選。

3.9提取元素

該功能是從多個(gè)元素中提取出一個(gè)或幾個(gè)元素?？梢蕴崛↑c(diǎn)、線、面等類型元素。例如從形體抽出表面、從多個(gè)曲面中抽出單個(gè)曲面、從曲線上提取端點(diǎn)等。單擊該圖標(biāo)，彈出圖7-80所示對(duì)話框。Propagationtype域用于選擇延續(xù)的方式?？梢赃x擇PointContinuity（點(diǎn)連續(xù)，只要邊界相連，則向下延續(xù)）、TangentContinuity（相切連續(xù)，只有相切，才向下延續(xù)）、NoPropagation（無(wú)延續(xù)性）三種。圖7-80是從形體中提取曲線棱邊并選擇點(diǎn)連續(xù)的實(shí)例。

圖7-80從形體提取棱邊

3.10倒兩曲面的圓角該功能是倒兩曲面的圓角。單擊該圖標(biāo)，彈出圖7-81所示對(duì)話框。對(duì)話框各項(xiàng)的含義如下：圖7-81曲面倒圓角對(duì)話框

（1）Support1：第一個(gè)曲面或平面。（2）Trimsupport1：控制是否剪切第一曲面。（3）Support2：選擇第二個(gè)曲面或平面。（4）Trimsupport2：控制是否剪切第二曲面。（5）Radius：輸入連接圓弧面的半徑。（6）Extremities：選擇圓弧面的過(guò)度方式?？梢赃x擇Smooth（平滑過(guò)度）、Straight（直線過(guò)度）、Maximum（最大狀態(tài)過(guò)度）和Minimum（最小狀態(tài)過(guò)度），見(jiàn)圖7-82。

Smooth平滑過(guò)度

Straight直線過(guò)度

Maximum最大狀態(tài)過(guò)度

Minimum最小狀態(tài)過(guò)度圖7-82圓角過(guò)度的類型

3.11倒棱邊的圓角該功能是倒棱邊的圓角。單擊該圖標(biāo)，選擇曲面或曲面上的棱邊，彈出圖7-83所示對(duì)話框，對(duì)話框各項(xiàng)的含義如下：（1）Support：自動(dòng)輸入了預(yù)選棱邊的曲面。（2）Extremities：與上節(jié)所述相同。（3）Radius：連接圓弧半徑。（4）Object(s)tofillet：選擇倒成圓弧面棱邊。（5）Propagation：選擇棱邊的延續(xù)特性?？梢赃x擇Tanqency（相切連續(xù)）、Minimal（只倒選中的棱邊）。（6）Trimsupport：控制是否剪切基礎(chǔ)曲面。圖7-83將棱邊倒圓角的對(duì)話框3.12變半徑倒圓角

該功能是變半徑倒圓角。單擊該圖標(biāo)，選擇曲面的棱邊，彈出圖7-84所示對(duì)話框。該對(duì)話框比圖7-83所示將棱邊倒圓角的對(duì)話框多出以下兩項(xiàng)：（1）Points：控制倒角半徑的位置，先單擊Points輸入框，再在棱邊上某處按左鍵，棱邊上產(chǎn)生點(diǎn)和半徑值，雙擊半徑值可以修改它的數(shù)值。（2）Variation：控制半徑變化的規(guī)律，可以選擇Cubic（呈立方曲線變化）和Linear（呈線性變化）。圖7-843.13平移、旋轉(zhuǎn)、對(duì)稱、縮放、變形和陣列

平移、旋轉(zhuǎn)、對(duì)稱、縮放、變形

和陣列的操作與三維形體的操作基本相同，詳見(jiàn)第四章?？s放和變形的不同之處是：前者XYZ方向的比例系數(shù)相同，

后者XYZ方向的比例系數(shù)可以不同。3.14反向

該功能是反向（InvertOrientation）操作。有些命令允許通過(guò)反向操作改變生成的結(jié)果，例如調(diào)用等距命令生成等距面時(shí)，改變等距方向可以在原曲面的另一側(cè)生成等距面。選擇菜單【Insert】

【Operations】

【InvertOrientation】調(diào)用進(jìn)行反向操作。

010203

課程導(dǎo)學(xué)課程錄屏習(xí)題7.1用直線、二次曲線、填充面作圖7-140所示達(dá)索（DASSAULT）公司徽標(biāo)。圖7-140達(dá)索公司徽標(biāo)

7.2用拉伸（EXTRUDE）和剪切（TRIM）命令作圖7-141所示管接頭。圖7-141管接頭

7.3用螺旋線和掃描面作圖7-142所示螺旋管。圖7-142螺旋管

7.4用拉伸、旋轉(zhuǎn)、剪切和倒圓角命令作圖7-143所示燈罩。圖7-143燈罩

7.5用陣列命令作圖7-144所示葉片，每個(gè)葉片是直紋掃描面（SWEEP—LINE），導(dǎo)線是螺旋線，其螺距為136，高度為36，基圓半徑為100；掃描素線長(zhǎng)100。圖7-144葉片

7.6放樣圖7-145所示馬鞍面。圖7-145馬鞍面

7.7放樣圖7-146所示通風(fēng)管道。圖7-146通風(fēng)管道

CATIA航空發(fā)動(dòng)機(jī)航空制造工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)與制造教研室2018年2月西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院MadeinElionTHANKYOU非常感謝您的聆聽(tīng)編輯制作：孔琳Elion

7.5 曲線、曲面分析功能簡(jiǎn)介

有關(guān)曲線、曲面分析功能的工具欄見(jiàn)圖7-85。圖7-85【Analysis】工具欄7.5.1連接分析該功能是對(duì)兩個(gè)相鄰的曲面進(jìn)行連接特性的分析。有以下分析種類：（1）距離分析distance(mm)。（2）切線連續(xù)分析tangency(以角度差表示deg)。（3）曲率連續(xù)分析Curvature(以比率表示%)。

分析的結(jié)果用顏色圖譜形式顯示出來(lái)，例如可以用不同的顏色表示不同的距離，也可以用梳狀線顯示。還提供了快速分析的功能，通過(guò)給定距離、角度或曲率的閥值，分析結(jié)果只顯示大于閥值的位置。若切線分析結(jié)果和曲率分析結(jié)果均大于閥值，則只顯示切線結(jié)果。圖7-86所示為兩曲面連接性分析，梳狀線顯示分析結(jié)果。圖7-86兩曲面連接性分析---連接距離梳狀線顯示

7.5.2拔模角度分析該功能是拔模角度分析。拔模角度分析用于模具設(shè)計(jì)中，確定曲面的拔模特性。在NC加工中，找出是否有負(fù)拔模角，可以確定是否用5軸加工。在鑄造毛坯設(shè)計(jì)中也經(jīng)常用到拔模分析。用羅盤指定拔模方向，選擇分析曲面，單擊該圖標(biāo)，即可進(jìn)入拔模分析。其中的Onthefly功能可以使用鼠標(biāo)放在曲面上，顯示出拔模方向、法線方向及其角度值，如圖7-87所示。注意，顯示模式要選擇，才能顯示出效果。圖7-87曲面拔模角度分

7.5.3曲線曲率分析該功能是曲線曲率分析。此功能可以分析曲線或者曲面邊界的曲率和曲率半徑分布。分析結(jié)果可以用梳狀線顯示出來(lái)，見(jiàn)圖7-88。圖7-88曲線曲率分析

7.5.4曲面曲率分析該功能是曲面曲率分析，主要用于高質(zhì)量的曲面設(shè)計(jì)，利用此功能可以找到曲率突變點(diǎn)，見(jiàn)圖7-89。圖7-89曲面曲率分析（顏色代表曲率大?。?/p>

7.6曲線曲面設(shè)計(jì)工具和混合設(shè)計(jì)7.6.1選擇開(kāi)放形體在特征樹(shù)上，除了基本的X、Y、Z三個(gè)平面外，其余的數(shù)據(jù)存放在形體（Body）和開(kāi)放形體（OpenBody）中。非用來(lái)構(gòu)造形體的平面、曲面、曲線等都屬于開(kāi)放形體。如果一個(gè)作業(yè)中包含多個(gè)開(kāi)放形體，可以通過(guò)工具欄實(shí)現(xiàn)它們之間的切換。如圖7-90所示，工具圖標(biāo)的選擇框中有所有的OpenBody項(xiàng)，可以從中選擇目標(biāo)。圖7-90通過(guò)【Tools】工具欄選擇Openbody

7.6.2

填加材質(zhì)材料特征也可以應(yīng)用于曲面。單擊應(yīng)用材料圖標(biāo)，出現(xiàn)材質(zhì)對(duì)話框，選擇要加材料的特征，再單擊確定或應(yīng)用按鈕，表面將附著材質(zhì)。注意顯示模式要選擇AppliedCustomizedView方式，才能顯示出材質(zhì)效果。7.6.3曲面和形體的混合設(shè)計(jì)通常，一個(gè)模型中同時(shí)包含形體和曲面兩部分內(nèi)容，這時(shí)涉及到曲面和形體的混合設(shè)計(jì)。它包括兩個(gè)方面：

（1）從曲面到形體設(shè)計(jì)在形體設(shè)計(jì)模塊中

Split、ThickSurface、

Sew

、Closesurface 四個(gè)功能提供了由曲面生成形體的操作，詳細(xì)內(nèi)容可以參考第四章零件的三維建模。（2）從形體到曲面從形體到曲面的操作必須在曲面設(shè)計(jì)模塊完成，而不能在形體設(shè)計(jì)模塊完成。

一般地，形體邊界被曲面模塊認(rèn)為是普通曲線，形體表面被曲面模塊認(rèn)為是普通曲面。因此可以利用形體邊界和表面作為生成曲線曲面的輸入元素。例如，下面的功能完全可以選擇形體表面和棱邊作為輸入元素。

Offset：選形體表面生成等距面。Fill ：選形體邊界填充曲面。Join ：選形體邊界合并成一條曲線,或形體表面合并成一個(gè)曲面。Blend

：選形體表面作為混合的基礎(chǔ)面。Extract：選形體表面或棱邊提取。通常，可以利用Extract

命令，把形體的表面和棱邊提取出來(lái)，變成曲線和曲面元素，在對(duì)其進(jìn)行修改編輯操作，可以當(dāng)作一般的曲線曲面特征來(lái)使用。

7.7曲面設(shè)計(jì)實(shí)例[例7-1]設(shè)計(jì)圖7-91所示電話筒。圖7-91電話筒表面

1．入曲面設(shè)計(jì)模塊。選擇菜單【File】

【New…】,選擇【Part】類型，生成新形體文件。選擇菜單【Start】

【Shape】

【GenerativeShapeDesign】，進(jìn)入曲面設(shè)計(jì)模塊。2．繪制草圖1。單擊草圖圖標(biāo)，再選擇YZ平面，進(jìn)入草圖設(shè)計(jì)模塊，繪制一段圓弧，半徑為500，包角30度，中點(diǎn)在原點(diǎn)，如圖7-92所示。 圖7-92在YZ平面繪制草圖1

3．生成拉伸面1。單擊拉伸圖標(biāo)，拉伸草圖1，雙向拉伸,lim1=lim2=45mm,單擊OK按鈕，得到拉伸面1，見(jiàn)圖7-93。

圖7-93生成拉伸曲面1

4．單擊草圖圖標(biāo)，選擇ZX平面，進(jìn)入草圖設(shè)計(jì)模塊，繪制草圖2，見(jiàn)圖7-94。圖7-94在ZX平面上繪制草圖2

5．單擊投影圖標(biāo)，選擇草圖2和拉伸曲面，將草圖2投影到拉伸曲面1上，見(jiàn)圖7-95。單擊OK按鈕，得到投影線1。

圖7-95將草圖2投影到拉伸曲面1上

6．單擊剪切圖標(biāo)，選擇拉伸曲面1和投影線1，用投影線1裁掉拉伸曲面的外部，如圖7-96所示。單擊OK按鈕，投影線1剪掉了拉伸曲面1的外部。

圖7-96用投影線1剪掉拉伸曲面1的外部

7．單擊拉伸圖標(biāo)，拉伸上面的投影線Project.1，方向?yàn)閅軸，拉伸長(zhǎng)度為lim1=8mm,單擊OK按鈕，得到拉伸面2，見(jiàn)圖7-97。

圖7-97得到拉伸曲面2

8．單擊合并圖標(biāo)，選擇拉伸面1和拉伸面2,將二者合并起來(lái)，見(jiàn)圖7-98。

圖7-98合并剪裁曲面和拉伸曲面

9．單擊倒棱邊圓角圖標(biāo)，選擇頂部的兩個(gè)尖角，輸入圓角半徑20mm,見(jiàn)圖7-99。

圖7-99倒兩棱邊的圓角

10．單擊倒棱邊圓角圖標(biāo)，選擇頂面的棱邊，輸入圓角半徑3mm,見(jiàn)圖9-100。

圖7-100倒頂面棱邊的圓角

11．單擊提取邊界圖標(biāo)，選擇曲面的任意邊界，提取曲面的整個(gè)邊界，見(jiàn)圖7-101。

圖7-101提取曲面邊界

12．單擊填充曲面圖標(biāo)，選擇提取的邊界，填充成圖7-102所示曲面。

圖7-102在提取邊界內(nèi)填充曲面

13．單擊生成點(diǎn)圖標(biāo)，選擇填充曲面邊界，系數(shù)域輸入0.2,在邊界上生產(chǎn)一點(diǎn)；在另一邊界上生成0.2系數(shù)的點(diǎn)，如圖7-103所示。

圖7-103在填充曲面邊界上生成兩點(diǎn)

14．單擊提取邊界圖標(biāo)，選擇填充曲面的上表面，選擇上述兩點(diǎn)作為邊界的界限，提取部分上表面的邊界，見(jiàn)圖7-104。

圖7-104提取填充曲面上邊界

15．單擊掃描圖標(biāo)，在Profiletype域選擇圖標(biāo)，Subtype域選擇Withreferencesurface，GuideCurve1域選擇第14步生成的邊界，Referencesurface域選擇第12步填充的曲面，Angle域輸入75deg,

Length2域輸入16mm，生成掃描曲面1，圖7-105。圖7-105生成掃描曲面1

16．單擊畫(huà)直線圖標(biāo)，選擇第13步生成的兩個(gè)點(diǎn)，選擇填充面為基礎(chǔ)面，生成直線，見(jiàn)圖7-106。

圖7-106生成直線

17．單擊剪切圖標(biāo)，依次選擇填充曲面和第16步的直線，剪掉上部。

圖7-107剪切部分表面

18．單擊畫(huà)直線圖標(biāo)，選擇掃描曲面的兩個(gè)尖點(diǎn)，連線如圖7-108所示。

圖7-108兩尖點(diǎn)連線

19．單擊填充曲面圖標(biāo)，依次選擇下圖所示的邊界，填充成圖7-109所示的曲面。

圖7-109填充曲面

20．單擊填充曲面圖標(biāo)，依次選擇下圖所示的邊界，填充圖7-110所示的曲面。

圖7-110填充曲面

21．單擊等距曲面圖標(biāo)，在特征樹(shù)上選擇第20步生成的填充曲面，向下生成偏移2mm的等距曲面，然后隱藏第20步生成的填充曲面，見(jiàn)圖7-111。

圖7-111生成等距曲面

22．單擊生成點(diǎn)圖標(biāo)，選擇等距曲面，Distance輸入0，生成曲面的中心點(diǎn)，見(jiàn)圖7-112。

圖7-112生成等距曲面的中心點(diǎn)

23．單擊生成圓圖標(biāo)，圓心為第22步生成的點(diǎn)，半徑為12mm,基礎(chǔ)面選擇等距曲面，擊活Geometryonsupport項(xiàng)，見(jiàn)圖7-113。圖7-113在等距曲面上生成半徑為12mm的圓

24．單擊剪切圖標(biāo)，依次選擇等距曲面和上面的圓，剪掉圓的外部，見(jiàn)圖7-114。

圖7-114剪切圓的外部

25．類似第15步，單擊掃描圖標(biāo)，在Profiletype域選擇圖標(biāo)，Subtype域選擇Withreferencesurface,GuideCurve1域選擇圓，Referencesurface域選擇第24步剪切的曲面，Angle域輸入45deg,Length1域輸入10mm,見(jiàn)圖7-115。

圖7-115掃描生成錐面

26．單擊隱藏圖標(biāo)，選擇第21步隱藏的填充曲面，重新顯示該曲面。單擊剪切圖標(biāo)，選擇填充曲面和第25步生成的掃描曲面，用OtherSide切換去掉和保留的部分。生成如圖7-116所示的曲面。圖7-116剪切曲面

27．單擊生成平面圖標(biāo)，選擇Tangenttosurface類型，選擇第24步生成的剪切面，第22步生成的中心點(diǎn)為參考點(diǎn)，生成一個(gè)平面，見(jiàn)圖7-117。

圖7-117生成切平面

28．選擇第27步生成的平面，單擊圖標(biāo)，進(jìn)入草圖模塊，畫(huà)出7個(gè)半徑為1mm的圓，其中6個(gè)在等邊六邊形（邊長(zhǎng)為8mm）的角點(diǎn)上，另外一個(gè)在中心點(diǎn)，見(jiàn)圖27-118，退出草圖模塊。圖7-118繪制草圖3

29．單擊投影圖標(biāo)，順序選擇草圖3和凹槽底的平面，將草圖